面對全球能源與清潔水資源短缺的雙重挑戰(zhàn)，開發(fā)高效的全天候水—電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)意義重大。近年來，熱電模塊與界面蒸發(fā)技術(shù)的協(xié)同策略因能同步實(shí)現(xiàn)太陽能熱電轉(zhuǎn)化與海水淡化而備受關(guān)注。然而，現(xiàn)有技術(shù)仍受限于對太陽光的依賴，且難以同時(shí)兼顧高效發(fā)電與實(shí)際淡水收集能力。

為此，陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院“光熱材料的功能化調(diào)控與應(yīng)用”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)王成兵教授聯(lián)合北京航空航天大學(xué)趙立東教授團(tuán)隊(duì)、蘭州交通大學(xué)耿中榮教授，在能源環(huán)境領(lǐng)域頂級期刊《Energy & Environmental Science》(IF = 32.5) 上發(fā)表了題為“All-day freshwater and power generation via integrated photothermal-enhanced thermoelectrics and evaporation cooling”（基于集成光熱增強(qiáng)熱電技術(shù)與蒸發(fā)冷卻的全天候淡水與電力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)）的突破性研究成果。該研究成功構(gòu)建了一種全天候水—電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，有效克服了上述技術(shù)瓶頸。

陜西科技大學(xué)為本論文的第一通訊單位。王成兵教授、耿中榮教授、謝宏耀教授及趙立東教授為論文共同通訊作者。我校2022級博士研究生張文赫（已畢業(yè)）與王成兵教授為共同第一作者。此次發(fā)表是王成兵教授團(tuán)隊(duì)2025年在該頂級期刊上發(fā)表的第二篇論文。

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地集成了大面積低發(fā)射率太陽能吸收器、溫差發(fā)電片與被動(dòng)式界面蒸發(fā)器，成功構(gòu)建出可全天候連續(xù)運(yùn)行的水—電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過耦合增強(qiáng)的太陽能光熱轉(zhuǎn)換與蒸發(fā)冷卻效應(yīng)，在顯著提升熱電輸出功率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了淡水的持續(xù)高效收集。尤為關(guān)鍵的是，夜間持續(xù)的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)使得系統(tǒng)冷端溫度始終低于環(huán)境熱端溫度，從而維持了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)晝夜連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定溫差。

在1.0太陽光照強(qiáng)度（1 kW·m?2）下，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的峰值功率密度（1.837 W·m?2）與淡水收集速率（0.986 kg·m?2·h?1）；即使在夜間，系統(tǒng)仍能維持超過80 mV的開路電壓，并保持0.0896 kg·m?2·h?1的淡水收集速率，充分驗(yàn)證了其卓越的全天候運(yùn)行能力。

更值得關(guān)注的是，該系統(tǒng)支持模塊化串聯(lián)集成，為偏遠(yuǎn)離網(wǎng)地區(qū)提供了一條零碳排放、可持續(xù)的水電聯(lián)供技術(shù)路徑。

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D5EE02663F

（核稿：伍媛婷 編輯：趙誠）